【摘要】：盡管目前國內(nèi)外箱梁現(xiàn)澆施工方案已經(jīng)日趨成熟,但由于寬幅雙箱單室箱梁結(jié)構(gòu)形式在橋梁工程中的應(yīng)用較少,目前可供借鑒的成熟理論與經(jīng)驗(yàn)也較少,施工方法不當(dāng)就會對橋梁結(jié)構(gòu)的受力和線形產(chǎn)生不利影響。本文基于陜西省交通廳項(xiàng)目“多孔大跨徑寬幅梁拱組合橋梁關(guān)鍵技術(shù)研究”,以安康市城東漢江大橋主橋建設(shè)項(xiàng)目為依托工程,探究施工階段寬幅雙箱單室箱梁掛籃系統(tǒng)的施工方法及體系。首先,通過搜集現(xiàn)有的工程資料和設(shè)計(jì)圖紙,提出橋面全寬非同步施工和橋面全寬同步施工兩種施工工藝,從掛籃主桁結(jié)構(gòu)受力、安全性、經(jīng)濟(jì)性和施工便利性四個方面對比分析兩種施工工藝;其次,運(yùn)用數(shù)值分析和理論分析相結(jié)合的方法對單幅橋分離式掛籃施工系統(tǒng)中的底籃縱梁進(jìn)行等效荷載分配模式研究;采用有限元軟件Midas/Civil對單個掛籃設(shè)備進(jìn)行三維實(shí)體建模,對澆筑和走行工況下的施工掛籃系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性分析;采用空間有限元理論對掛籃主桁系統(tǒng)進(jìn)行彈性穩(wěn)定和極限承載力仿真計(jì)算分析;最后,運(yùn)用非線性有限元方法,從非線性因素、初始缺陷及材料強(qiáng)度三個方面對澆筑和走行工況下掛籃主桁進(jìn)行極限承載力影響因素分析。研究結(jié)果表明,橋面全寬非同步施工單個掛籃施工工藝在結(jié)構(gòu)受力、經(jīng)濟(jì)性和施工便利性方面優(yōu)于橋面全寬同步施工兩個掛籃施工工藝,雖其穩(wěn)定性稍差,但符合工程實(shí)際和規(guī)范要求;對比底籃縱梁兩種荷載簡化計(jì)算模式,數(shù)值法簡潔明了,解析法模擬過程雖復(fù)雜,卻更貼合掛籃實(shí)際受力模式,本文綜合以上兩種模式,在前者荷載分配的基礎(chǔ)上將腹板下縱梁分配荷載乘以1.2的荷載放大系數(shù);通過掛籃主桁特征值屈曲分析和靜力非線性分析,可預(yù)估掛籃澆筑和走行工況下的極限荷載和安全儲備能力,同時可判別掛籃主桁系統(tǒng)各構(gòu)件的失效路徑和破壞機(jī)理;通過對掛籃主桁系統(tǒng)極限承載力影響因素分析,判定材料非線性因素和材料強(qiáng)度是影響掛籃主桁極限承載力的關(guān)鍵因素;通過對掛籃主桁進(jìn)行彈性穩(wěn)定和極限承載力分析,對掛籃主要承重結(jié)構(gòu)和傳力構(gòu)件進(jìn)行彈性靜力分析,可判定掛籃系統(tǒng)薄弱部位,對掛籃系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U445.4
【圖文】：

圖 1.1 橋梁工程效果圖安康市城東漢江大橋主橋橫斷面形式采用雙箱單室直腹板截面，單箱底寬為 9m，兩個箱室間凈寬為 9m，箱梁外翼板寬為 3.25m，橋面總寬為 33.5m，按雙向六車道設(shè)計(jì)布置；160 m 跨根部梁高 8.0m, 125 m 跨根部梁高 7.0m，腹板厚 55cm～80cm，底板厚為 30cm～150cm，懸臂澆筑梁段頂板厚為 30cm。主橋五孔處設(shè)四管式雙拱肋，與梁共同受力，形成下承式系桿拱結(jié)構(gòu)。主拱矢跨比分別為 1/3.5、1/3 和 1/3.5，凈矢高分別為34 m、39.67 m 和 44 m。125 m 孔拱肋凈跨徑 119 m，160 m 孔拱凈跨徑 153.6 m，均由兩榀拱肋組成，每榀拱肋斷面為四肢 Q345C 鋼管組成的等高度桁架式肋，鋼管內(nèi)充 C5微膨脹混凝土；125 m 孔拱肋高 2 m，寬 1.5 m，160 m 孔拱肋高 2.5 m，寬 1.7 m；125 m孔和 160 m 孔腹桿均采用 Φ245×10mm 鋼管；125 m 孔橋面系以上兩肋之間共設(shè)置 5 道雙一字形橫撐的桁架結(jié)構(gòu)，上下弦管采用 Φ351×12mm 鋼管，腹桿采用 Φ168×8mm 鋼管160 m 孔橋面系以上兩肋之間共設(shè)置 5 道橫撐，中間三道為雙一字形橫撐，兩邊兩道為

（6）這樣依次完成各梁段懸臂澆筑，然后按照先邊跨，再次邊跨，最后中跨的合順序進(jìn)行澆筑，直至中跨段合攏即完成整個梁體的懸臂澆筑施工。.2 施工方案優(yōu)化.2.1 有限元模型建立根據(jù) 2.1 節(jié)所述兩種掛籃懸臂澆筑施工方案，結(jié)合工程實(shí)際和相關(guān)工程資料，采用用有限元程序 Midas/Civil 建立兩種掛籃懸臂澆筑施工方案下的掛籃主桁架空間計(jì)算型，圖 2.1 為半幅箱梁常位掛籃建模，包括菱形主桁、立柱間橫向連接系、斜向連接、前上橫梁等主桁系統(tǒng)。主桁系統(tǒng)模型劃分為 179 個節(jié)點(diǎn)，185 個單元；圖 2.2 為整箱梁常位掛籃建模，包括菱形主桁、主桁架內(nèi)橫向垂直連接系、主桁架內(nèi)斜向連接系、桁架間橫向垂直連接系、主桁架間斜向連接系、前上橫梁等主桁系統(tǒng)。該空間模型共分為 432 個節(jié)點(diǎn)，460 個單元。

（6）這樣依次完成各梁段懸臂澆筑，然后按照先邊跨，再次邊跨，最后中跨的合順序進(jìn)行澆筑，直至中跨段合攏即完成整個梁體的懸臂澆筑施工。.2 施工方案優(yōu)化.2.1 有限元模型建立根據(jù) 2.1 節(jié)所述兩種掛籃懸臂澆筑施工方案，結(jié)合工程實(shí)際和相關(guān)工程資料，采用用有限元程序 Midas/Civil 建立兩種掛籃懸臂澆筑施工方案下的掛籃主桁架空間計(jì)算型，圖 2.1 為半幅箱梁常位掛籃建模，包括菱形主桁、立柱間橫向連接系、斜向連接、前上橫梁等主桁系統(tǒng)。主桁系統(tǒng)模型劃分為 179 個節(jié)點(diǎn)，185 個單元；圖 2.2 為整箱梁常位掛籃建模，包括菱形主桁、主桁架內(nèi)橫向垂直連接系、主桁架內(nèi)斜向連接系、桁架間橫向垂直連接系、主桁架間斜向連接系、前上橫梁等主桁系統(tǒng)。該空間模型共分為 432 個節(jié)點(diǎn)，460 個單元。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2752416